变压器的构造与工作原理
变压器的构造及原理
变压器的构造和基本原理1. 引言变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，广泛应用于电力系统、电子设备和通信系统等领域。
它通过电磁感应的原理来实现输入电压和输出电压的转换。
本文将详细介绍变压器的构造和基本原理。
2. 变压器的构造一个标准的变压器由两个线圈（称为原线圈和副线圈）和一个铁芯组成。
2.1 原线圈原线圈是连接到输入电源的线圈，也称为初级线圈。
它由导电材料绕制而成，通常使用铜导线。
原线圈的匝数决定了输入电压和输出电压之间的变化比例。
2.2 副线圈副线圈是连接到输出负载的线圈，也称为次级线圈。
它也由导电材料绕制而成，通常使用铜导线。
副线圈的匝数决定了输出电压和输入电压之间的变化比例。
2.3 铁芯铁芯是变压器的核心部件，通常由硅钢片组成。
它的作用是增强磁场的传导和集中，从而提高变压器的效率。
铁芯通常采用多层叠压的方式制造，以减少磁通的损耗。
3. 变压器的基本原理变压器的工作原理基于电磁感应定律和法拉第电磁感应定律。
3.1 电磁感应定律电磁感应定律指出，当一个导体中的磁通发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
这个电动势的大小与磁通的变化率成正比。
3.2 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律指出，当一个导体在磁场中运动时，会在导体两端产生感应电动势。
这个电动势的大小与导体的长度、磁场的强度和运动速度成正比。
基于这两个定律，可以解释变压器的工作原理。
3.3 工作原理当交流电通过原线圈时，产生的磁场会穿过铁芯，并通过副线圈。
由于磁场的变化，副线圈中会产生感应电动势。
根据电磁感应定律，这个感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。
根据法拉第电磁感应定律，副线圈中的感应电动势会导致电流在副线圈中流动。
根据欧姆定律，通过副线圈的电流和电压成正比。
由此可见，当原线圈中的电压变化时，副线圈中的电压也会相应变化，但变化的比例取决于原线圈和副线圈的匝数比。
这就是变压器实现电压转换的基本原理。
4. 变压器的工作状态根据输入和输出电压的关系，变压器可以分为升压变压器和降压变压器。
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理变压器是一种主要用来改变交流电压的电气设备，它由铁芯和绕组两部分组成。
其中铁芯通常由硅钢片组成，绕组则分为初级绕组和次级绕组。
变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律和能量守恒定律。
当主绕组中通入交流电时，产生的交变磁场会穿过铁芯并感应次级绕组中的电动势，从而导致次级绕组中的电流流动。
在变压器的工作过程中，主绕组的交变磁场会通过铁芯传导到次级绕组上，从而实现能量的传递。
变压器的工作原理可以分为以下几个步骤：1.主绕组中通入交流电流。
当电流通过主绕组时，会在铁芯中产生交变磁场。
2.交变磁场传导到次级绕组中。
由于铁芯的导磁性能，交变磁场会通过铁芯传导到次级绕组上。
3.感应电动势产生。
当交变磁场穿过次级绕组时，会产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与交变磁场的变化率有关。
4.次级绕组中产生电流。
感应电动势的存在会导致次级绕组中的电流流动，从而实现能量的传递。
变压器主要依靠铁芯起到导磁作用，以确保交变磁场能够传导到次级绕组上。
铁芯由硅钢片叠压而成，硅钢片具有较低的磁导率和较高的电阻率，这样可以减小铁芯中的涡流损耗和铁耗，提高变压器的效率。
绕组的设计也是变压器工作的关键。
初级绕组用于接入电源，次级绕组用于输出电压。
而且，变压器通常采用密绕绕组，即采用多层绕组或薄绝缘线圈，以增加绕组的填充系数，提高变压器的功率因数。
变压器的工作原理可以从能量守恒定律的角度进行解释。
主绕组中的电能通过变压器的磁场传导到次级绕组上，在这个过程中，电能的电压和电流比例发生改变。
根据能量守恒定律，变压器的输入功率等于输出功率，即：输入功率=输出功率输入电流×输入电压=输出电流×输出电压这就是变压器的工作原理。
根据变压器的匝比可以改变输出电压和电流的大小，从而实现对电能的改变和传输。
总之，变压器是一种利用电磁感应原理实现电压变换的电气设备。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律和能量守恒定律，通过铁芯和绕组的结构设计，实现输入电能到输出电能的转换。
变压器的结构和工作原理
变压器的结构和工作原理变压器是一种电力设备，它可以将交流电的电压从一个电路传递到另一个电路，同时保持电功率不变。
变压器的结构和工作原理是非常重要的，因为它们决定了变压器的性能和应用范围。
一、变压器的结构变压器的结构主要由铁芯、绕组、绝缘材料和外壳组成。
1. 铁芯铁芯是变压器的主要结构部件，它由硅钢片叠压而成。
铁芯的作用是提供一个磁路，使得变压器的磁通可以顺利地传递。
铁芯的材料选择非常重要，因为它会影响变压器的效率和损耗。
2. 绕组绕组是变压器的另一个重要部件，它由导线绕制而成。
绕组分为一次绕组和二次绕组，它们分别连接到输入电源和输出负载。
绕组的数量和大小取决于变压器的功率和电压等级。
3. 绝缘材料绝缘材料是变压器的保护层，它可以防止电流泄漏和短路。
绝缘材料通常由纸板、绝缘漆和绝缘纸组成。
4. 外壳外壳是变压器的外部保护层，它可以防止灰尘、水和其他杂质进入变压器内部。
外壳通常由金属或塑料制成。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理基于电磁感应定律，它可以将一个电路的电压转换为另一个电路的电压。
变压器的工作原理可以分为两个部分：磁路和电路。
1. 磁路变压器的磁路由铁芯和绕组组成。
当一次绕组通电时，它会产生一个磁场，这个磁场会穿过铁芯并传递到二次绕组。
由于二次绕组和一次绕组的匝数不同，所以二次绕组会产生一个不同的电压。
2. 电路变压器的电路由一次绕组、二次绕组和负载组成。
当一次绕组通电时，它会产生一个电流，这个电流会通过二次绕组并驱动负载。
由于二次绕组的电压不同，所以负载会产生一个不同的电流。
变压器的工作原理可以用下面的公式表示：V1 / V2 = N1 / N2其中，V1和V2分别表示一次绕组和二次绕组的电压，N1和N2分别表示一次绕组和二次绕组的匝数。
这个公式表明，当一次绕组的电压和匝数变化时，二次绕组的电压也会相应地变化。
三、变压器的应用变压器是一种非常重要的电力设备，它被广泛应用于电力系统、工业生产和家庭用电等领域。
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理变压器是一种用于将电能从一种电压转换为另一种电压的电气设备。
它是电力系统中非常常见的设备之一，被广泛应用于发电厂、变电站、工业生产和民用电力系统中。
变压器的结构和工作原理十分重要，下面详细介绍。
一、变压器的结构变压器由两个或更多的线圈通过铁芯相互连接而成。
主要包括以下部分：1.铁芯：变压器的铁芯由硅钢片组成，可有效减小磁滞和涡流损耗。
铁芯的形状包括E型、I型和C型等，用于支撑和保护线圈。
2.一次线圈（主绕组）：也称为原线圈或输入线圈，接收电源端的输入电能。
一次线圈一般由较粗的导线绕制而成。
3.二次线圈（副绕组）：也称为输出线圈，输出变压器转换后的电能。
二次线圈一般由较细的导线绕制而成。
4.绝缘材料：用于在不同线圈之间提供电气绝缘，避免相互之间的短路。
5.冷却装置：用于散热，以保证变压器的工作温度不超过允许范围。
常见的冷却方式包括自然冷却（静风冷却）和强制冷却（风扇冷却、冷水冷却等）。
二、变压器的工作原理变压器基于电磁感应的原理工作，其主要过程是通过变化的磁场引起线圈中的电压变化。
1.变流原理：根据法拉第电磁感应定律，当一次线圈中的电流变化时，会在铁芯中产生一个变化的磁场。
这个磁场穿过二次线圈，并在其中引起电动势的产生。
根据电磁感应定律，产生的电动势与变化的磁场强度成正比。
2.变压原理：根据楞次定律，一次线圈和二次线圈中的电流方向是相互反的。
当一次线圈接通电源时，通过它的电流会在铁芯中产生一个磁场。
这个磁场会在二次线圈中引起电动势的产生，并使得二次线圈中的电流流动。
变压器的输入电压和输出电压之比等于输入线圈的匝数和输出线圈的匝数之比。
即：输入电压/输出电压=输入线圈匝数/输出线圈匝数3.近似理想性：在实际的变压器中，我们可以近似认为主线圈和副线圈之间没有电阻，也没有电感。
这样，变压器的损耗可以忽略不计，输出电压会完全等于输入电压。
4.变压器的效率：实际的变压器会有一定的损耗，主要包括铁损耗和铜损耗。
变压器的构造及工作原理_
变压器的构造及工作原理_变压器是一种静电装置，用于改变交流电的电压和电流。
它通常由两个线圈组成，分别称为初级线圈和次级线圈，它们之间通过一个铁芯连接起来。
构造：1.铁芯：变压器的铁芯通常由硅钢片制成，它既能承受高频电磁感应产生的涡流损耗，又能减小铁芯能量消耗，并且减小铁芯体积。
2.初级线圈：初级线圈通常有较多的匝数，连接到输入电源。
3.次级线圈：次级线圈通常有较少的匝数，连接到输出负载。
4.绝缘材料：绝缘材料用于固定线圈和隔离铁芯。
变压器的工作基于法拉第电磁感应定律。
当交流电通过初级线圈时，就会在铁芯周围产生一个交变磁场。
这个交变磁场又会导致次级线圈中的电流发生变化，进而产生一个与初级线圈在磁场中感应到的变化磁场相对应的电动势。
根据法拉第电磁感应定律，电动势可以通过下面的公式计算得到：ε = -N dφ/dt其中，ε是电动势，N是线圈的匝数，dφ/dt是磁通量的变化率。
变压器根据这个原理工作，即通过改变线圈的匝数比来改变电压比。
当初级线圈中的电流改变时，它在铁芯中产生的磁场也会随之改变，从而在次级线圈中诱导出电流。
根据电动势的公式，如果初级线圈的匝数比次级线圈的匝数大，那么次级线圈中的电压将会高于初级线圈中的电压。
反之，如果初级线圈的匝数比次级线圈的匝数小，次级线圈中的电压将会低于初级线圈中的电压。
变压器在工业和家庭中有广泛的应用，常用于将高压输电电网中的电能转换成家庭可使用的低电压。
变压器可以实现电能输送长距离时的能量损耗降低，并且可以使电能适应各种家电设备的需求。
总之，变压器是一种基于法拉第电磁感应定律的设备，通过改变线圈的匝数比来改变输入和输出电压。
这种结构和工作原理使得变压器在电力传输和家庭电器中发挥着重要的作用。
变压器的构造及工作原理
变压器的构造及工作原理
变压器是一种电力设备，由磁芯、一组或多组线圈、绝缘材料等构成。
它的主要作用是将高电压的电能通过电感作用转换成低电压的电能或者通过电感耦合将一个电路的信号传递到另一个电路中。
因此，在电力传输、变换及调整电压等方面有着非常广泛的应用。
以下为变压器的构造及工作原理相关参考内容：
一、变压器的构造
1. 磁芯：通常是由硅钢片粘合而成，用来提高磁通量和磁导率，减小铁损和磁损。
2. 线圈：通常分为高压侧和低压侧线圈，线圈上绕有N1和
N2匝导线。
高压侧的匝数一般较低压侧的匝数少数倍。
3. 绝缘材料：它主要用于绝缘变压器各部分的元件彼此之间，以及元件和地之间的电连接，以保证变压器内部不会发生短路，确保变压器的安全运行。
4. 冷却系统：变压器一般分为自然冷却和强制冷却两种方式。
二、变压器的工作原理
变压器工作基于电磁感应现象，即变化的磁场会产生电动势，而电动势的大小与磁场变化的速率成正比。
当变压器的高压侧供给电流时，磁场就被引入变压器的磁芯中，
流向低压侧。
这个变化的磁场会感应电动势，在低压侧线圈中产生电流。
因此，变压器将电能从高压侧传递到低压侧，并通过电容将电压调整到需要的水平。
变压器的电压比取决于高压侧与低压侧线圈的匝数比。
因此，如果变压器的高压侧线圈的匝数是低压线圈的3倍，那么低压线圈的电压就是高压线圈电压的1/3。
总之，变压器是一种重要的电力设备，通过电磁感应的原理起到电能转换和电压调整等作用。
了解变压器的构造及工作原理对于电气领域的学习和实践都非常重要。
变压器的构造及工作原理
变压器的构造及工作原理一、引言变压器是一种电气设备，主要是为了改变交流电（AC）电压的大小而存在的。
在当今的现代生活中，变压器无处不在，其广泛应用于各种电力转换、电子通讯、钢铁冶炼、化学冶炼等领域。
本文将会探讨变压器的构造及工作原理。
二、构造变压器的构造包括磁路、绕组、绝缘料、冷却装置、油箱、控制装置等五个部分。
1. 磁路磁路是变压器的主要构造。
主要由铁芯和绕组组成。
铁芯是由多个细铁皮带铺成特定的形状。
绕组的数量定为铁芯逐级增加，造成变压器层数的增长。
绕组是由铜线绕成，分为高电压绕组与低电压绕组两个部分。
高电压绕组的绕制量要比低电压绕组多。
2. 绕组绕组由两个部分组成。
每个部分包括多个线圈并且分别包裹在铁心上。
其中一个线圈代表高压绕组，由少量的线圈构成，芯为铁心的一部分。
另一个线圈代表低压绕组，绕制成为所需的大小，也构成了铁心的一部分。
当电流通过线圈时，它会在铁芯上产生磁通量，使成对的线圈之间的电流换能，进而将电压从高压绕组传递到低压绕组。
3. 绝缘料绝缘料是用来阻止电流从一个线圈或铁芯流到另一部分的材料。
通常使用纸张和厚度约为数十米的绝缘纸层。
绝缘层保护变压器免受电弧和电火花等等对环境的危害。
4. 冷却装置冷却装置是用来控制变压器的温度的。
变压器运行时会产生大量的热量，如果此时热量不能及时散发，它将不能摄入过多的负载能量，从而导致变压器过热，反过来则造成设备损坏。
因此冷却装置是非常重要的。
一般情况下，变压器装有油或是冷却水，通过散热器对之进行冷却操作。
5. 油箱油箱是一个重要的装置，是用来储存冷却油的容器。
冷却油是变压器在运行时需要的物质，通过冷却油，变压器得以保持在正常工作温度范围内。
6. 控制装置控制装置是变压器的主要控制设备。
其主要由自动保护及控制系统、温度监控系统组成。
自动保护及控制系统可以检测是否存在短路、过载等异常情况，从而防止变压器受到损坏; 温度监控系统则会监控变压器的温度变化，防止变压器过热，发生事故。
变压器(高中物理教学课件)完整版
典型例题
例3.如图所示，P是电压互感器，Q是电流互感器，
如果两个互感器的变压比和变流比都是50，电压
表的示数为220V，电流表的示数为3A，则输电线
路中的电压和电流分别是( A )
A．11000V，150A
B．1100V，15A
C．4.4V，16.7A
D．4.4V，0.06A
典型例题
例4.如图所示为一理想变压器，其原、副线圈匝
五.变压器的等效电路
1.等效电阻法 理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2原、副线圈 的电压分别为U1、U2， 副线圈负载电阻为 R， 等效电路如图所示，
求 R等效。
法一：U1 U2
n1 n2
U2
n2 n1
U1
左图：P
U
2 2
R
n2 2U12 n12 R
右图：P'
U12 R等效
P
n2 2U12 n12 R
1.变压比：U1 n1 或者U1 U2
U 2 n2
n1 n2
2.功率关系：因没有能量损失
P1 P2 U1I1 U 2I2
3.变流比：由功率关系U1I1
U2I2
I1 I2
U2 U1
I1 I2
n2 n1
或者n1I1
n2I2
4.频率关系：原副线圈频率不变
f1 f2
二.理想变压器变压规律
注意： ①若n1<n2，则U1<U2，这种变压器叫升压变压器 ②若n1>n2，则U1>U2，这种变压器叫降压变压器 ③原副线圈电压比与匝数比成—— 正比 ④原副线圈电流比与匝数比成—— 反比 ⑤原线圈电压与副线圈电压成—— 正比 ⑥原线圈电流与副线圈电流成—— 正比 ⑦变压器电压、频率由输入端决定 ⑧变压器电流、功率由输出端决定
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§5－1 变压器 §5－2 三相异步电动机
.
1
§5－1 变压器
一、变压器的作用
主要功能是改变交流电压的大小。 改变电流、变换阻抗等。
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2
电力变压器
.
3
手机充电器
电视机中的高压包
.
4
二、变压器的结构
出线 铁心
进线 绕组
变压器基本结构
.
变压器符号
5
铁心——变压器的磁路通道，同时也是变压 器的骨架。为了减小涡流和磁滞损耗，铁心通常 由磁导率较高又相互绝缘的薄硅钢片叠合而成。
如果二次绕组接有负载构成闭合回路，就有感应电流
流过负载。
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8
1．变压原理
若主磁通的变化率为 Φ ，由电磁感应定律可得： t
e1
N1
Φ t
ΦHale Waihona Puke e2 N2 t有效值分别为：
E14.44 fN 1Φ m
E24.4f4N 2Φ m
U1 E1 N1
理想变压器一次、二次绕组端
U2 E2 N2 电压之比等于绕组的匝数比。
13
2．电焊变压器
交流弧焊机
电焊变压器原理图
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14
3．互感器和钳形电流表
LZZBW-10户外 干式电流互感器
JDZJ-3/6/10Q型 电压互感器
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JLS-10型三相 电力计量箱
15
指针式钳形电流表
数字式钳形电流表
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16
绕组——变压器的电路部分。由绝缘良好的 漆包线或纱包线绕制而成。工作时与电源相连的 绕组称为一次绕组，与负载相连的线圈称为二次 绕组。
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6
根据绕组和铁心的安装位置不同，变压器 分为心式和壳式两种。
心式
壳式
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7
三、变压器的工作原理
一次绕组接上交流电源→交流电流通过→铁心中产生 交变磁通→交变磁通在闭合磁路中同时穿过一次绕组和二 次绕组→二次绕组中产生互感电动势。
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9
降压变压器
升压变压器
隔离变压器
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10
2．变流原理
I1 U2 N2 I2 U1 N1
变压器工作时，一次、二次绕组中的电流 跟匝数成反比。
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11
3．变换阻抗原理
电路图
变换阻抗前输出功率小
变换阻抗后输出功率大
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12
四、常用变压器
1．三相变压器
三相干式 变压器
三相油浸式 变压器
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示意图 电路符号